Ergebnissse der BZE II in Niedersachsen, Hessen und Sachsen-Anhalt

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Bodenzustanderhebung II

Diese Verknüpfung der Trophie der forstlichen Standortskartierung, die vorwiegend auf Zeigerarten der Vegetation, Humuszu- stand und Ausgangssubstrat des Mineral- bodens beruht, mit den überwiegend auf Messdaten beruhenden Ergebnissen der BZE ist schon seit geraumer Zeit als notwen- dig erachtet worden [18, 40]. Hinsichtlich des Wasserhaushaltes forstlicher Standorte konnte bereits gezeigt werden, dass sich Schätzdaten aus der Standortskartierung relativ gut mit Messwerten aus der BZE validieren lassen [27]. Die folgende Auswertung stellt den geschätzten Trophiestufen aus den Standortskartierungen von Hessen, Nieder- sachsen und Sachsen-Anhalt die Mittelwerte und Streuungen der gemessenen Nährstoff- ausstattung aus der BZE gegenüber. Die Be- wertung erfolgt anhand der forstüblichen Bewertungssufen aus der forstlichen Stand- ortskartierung [1]. Zusätzlich lassen sich die unterschiedlichen Kartierungsverfahren der Trägerländer der Nordwestdeutschen Forst-

lichen Versuchsanstalt (NW-FVA) vergleichen und validieren. Dies bietet einen überregi- onalen Rahmen für den Vergleich der Er- gebnisse der Standortskartierung, kann re- gionale Besonderheiten aufzeigen und auf Kartiersystem-bezogene Unterschiede und Unschärfen in der Standortskartierung hin- weisen. Auf dieser Basis können die natür- liche Leistungskraft der Waldböden quanti- ﬁ ziert, Maßnahmen wie Waldkalkung und Biomassenutzung optimiert und modellba- sierte Szenarien erstellt werden.

Zwischen 2007 und 2009 fand in den Wäldern der Trägerländer der NW-FVA Hessen, Niedersachsen, Sachsen-Anhalt und Schleswig-Holstein die zweite bun- desweite Bodenzustandserhebung (BZE II) statt. Sie folgt der ersten Waldbodenzu- standserhebung (BZE I), die 1991 bis 1993 durchgeführt wurde. Die Aufnahmen beider BZE-Erhebungen fanden auf den Inventurpunkten des forstlichen Umwelt- monitorings statt.

Die bundesweit systematische Stich- probeninventur der BZE zum Zustand der Waldböden als integraler Bestandteil des forstlichen Umweltmonitorings gibt ein umfassendes und fl ächendeckendes Bild hinsichtlich des aktuellen Zustandes und der Veränderungen der Waldökosysteme und der Erfüllung der Waldbodenfunkti- onen. Die vielfältigen Zielsetzungen der BZE sind verschiedentlich ausführlich dar- gelegt [3, 20, 39]. Darüber hinaus liefern die BZE-Ergebnisse wichtige Grundlagen für die Standortskartierung, die Kalkungs-

planung und/oder die Waldbaukonzepte und Nutzungsstrategien der Länder.

Die forstliche Standortskartierung be- wertet neben dem Klima und Geländewas- serhaushalt die Trophie von Waldstandor- ten als einen zentralen Standortsfaktor, der maßgeblich das Standortspotenzial und die waldbaulichen Möglichkeiten und Grenzen bestimmt. Die Standortskartierer schätzen die Trophie fl ächig über Informationen des geologischen Ausgangssubstrates, der

Ergebnissse der BZE II in Niedersachsen, Hessen und Sachsen-Anhalt

Bestätigt die BZE die Trophieeinschätzung der forstlichen Standortskartierung?

Jan Evers, Uwe Paar und Johannes Eichhorn

Die Kenntnis der Nährstoffausstattung forstlicher Standorte ist eine entscheidende Grundlage für eine nachhaltige, ökologisch begründete Waldwirtschaft. Informationen zur Nährstoffausstattung von Waldbö- den sind im Wesentlichen aus den forstlichen Standortskartierungen der Länder, den Ergebnissen der Bodenzustandserhebung (BZE), den Boden- untersuchungen auf Experimental- und Forschungsfl ächen sowie dem Intensiven Monitoring ableitbar. In dieser Untersuchung wird die Nähr- stoffausstattung auf Basis der Bodenzustandserhebung mit den Trophie- stufen aus der Standortskartierung der Länder Niedersachsen, Hessen und Sachsen-Anhalt verknüpft.

Dr. J. Evers ist wissenschaftlicher Angestellter in der Abt. Umweltkontrolle, Sachgebiet Wald- und Bodenzustand bei der

Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsanstalt, Dr. U. Paar ist Leiter dieses Sachgebietes und Prof. Dr. J. Eichhorn leitet die Abteilung.

Jan Evers Jan Evers

jan.evers@nw-fva.de

Tab. 1: Zuordnung der Trophiestufen der Standortskartierungen der Länder nach [34]

Niedersachsen Hessen Sachsen-Anhalt Nährstoffzahl Trophie Nährkraftstufe

6 1+ = Karbonat-

eutroph ..RC.. = reich-karbona-

tisch bis R 5, 5+ 1, 1- = eutroph ..R.. = reich 4+, 5- 2+ = gut

mesotroph ..K.. = kräftig 3, 3+, 4-, 4 2 = mesotroph ..M.. = mittel

2+, 3- 2- = schwach

mesotroph ..Z.. = ziemlich arm 1, 2-, 2 3 = oligotroph ..A.. = arm An 388 in den Trägerländern gelegenen BZE- II-Punkten wurden die austauschbaren Kat- ionen (Ake, Perkolation mit NH₄, [38]), die Trockenrohdichte des Feinbodens und der Skelettgehalt im Mineralboden laboranaly- tisch nach den BZE-Tiefenstufen bestimmt.

Daraus wurden die Ake, die Basensättigung und die Elementvorräte für Calcium, Mag- nesium und Kalium bis 90 cm Bodentiefe ECO-Datenbank gestützt berechnet [36, 37]. Zusätzlich wurden zu diesen Daten die jeweiligen Vorräte im Aufl agehumus (Kö- nigswasseraufschluss) addiert [Methoden siehe 21, 22, 23, 39]. Die Bewertungen der jeweiligen Nährstoffausstattung, im Fol- genden Trophiebewertungsstufe genannt, erfolgten nach den Tabellen der Forstlichen Standortskartierung [1]. Zum Zeitpunkt dieser Auswertung stand der BZE II Datensatz von Schleswig-Holstein noch nicht zur Verfü- gung, die Integration dieser Daten ist noch nicht abgeschlossen.

Methodik

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Zusammensetzung der Deckschichten, des Zustandes der Humusaufl agen, Zusammen- setzung der Vegetation und Bestandesda- ten unter Einbeziehung der Bestandesge- schichte ein. Chemische Analysen von Leit- proﬁ len ergänzen diese Einschätzung.

Da die Kartierungssysteme der forstlichen Standortskartierung der Trägerlän- der der NW-FVA verschieden sind, lassen sich deren Ergebnisse jedoch nicht direkt ineinander überführen. Für eine länder- übergreifend einheitliche Beurteilung der forstlichen Standorte hinsichtlich unter- schiedlichster Fragestellungen (Klimawan- del, Waldkalkung, Kohlenstoffspeiche- rung, Biomassennutzung, Waldumbau) ist es erforderlich, die unterschiedlichen Verfahren der Standortskartierungen der Länder zu parallelisieren. Eine Experten- gruppe, bestehend aus den Hauptverant- wortlichen für die Standortskartierung der jeweiligen Trägerländer, Standortskar- tierern und Bodenkundlern hat daher eine Synopse zur Parallelisierung der Stand- ortskartierungsschlüssel der Trägerländer erarbeitet [35]. Die Synopse beinhaltet u. a. eine Gegenüberstellung der Trophie- stufen in den Kartiersystemen der Länder

Hessen, Niedersachsen und Schleswig- Holstein sowie Sachsen-Anhalt. Aus dieser kann abgeleitet werden, welche Trophie- stufen einander entsprechen (Tab. 1).

Im Folgenden werden die von der Standortskartierung kartierten Trophie- stufen für die Polygone der jeweiligen Standortskarten, in denen die BZE-Punkte liegen, den gemessenen Parametern effektive Austauschkapazität, Basensätti- gung, Calcium-, Magnesium- und Kalium- vorräte aus der BZE II gegenübergestellt.

Die ebenfalls wichtigen Nährelemente Stickstoff und Phosphor werden in zu- künftigen Veröffentlichungen dargestellt.

Austauschkapazität und Basensättigung

Die Ake stellt mit der Summe der austauschbaren Kationen im Mineralboden neben der Mineralverwitterung und Mi- neralisierung die wichtigste Quelle relativ leicht verfügbarer Nährstoffkationen dar.

Die Höhe der Austauschkapazität wird im Wesentlichen durch den Ton- und Kohlen- stoffgehalt im Mineralboden bestimmt, beide Größen sind im Gelände anhand der Bodenart und -farbe relativ gut abzu- schätzen. Deswegen können zwischen der gemessenen Ake und der Trophieabschät- zung durch die Standortskartierung relativ gute Zusammenhänge vermutet werden.

Die tatsächliche Belegung des Austau- schers mit Nährstoffkationen kann jedoch bei gleicher Ake sehr verschieden sein und ist schwer im Gelände schätzbar. Sie wird über die Basensättigung ausgedrückt und ist das Ergebnis einer chemischen Analyse.

In Abb. 1 und Tab. 2 sind die Ake und Ba- sensättigung für die betrachteten Länder nach Trophiestufen dargestellt.

Die mit mesotroph kartierten BZE- Punkte stellen den überwiegenden An- teil mit über 50 % aller BZE-Punkte. Es folgen die schwach mesotroph kartierten BZE-Punkte, die vorwiegend im Tiefl and Niedersachsens und Sachsen-Anhalts mit knapp 20 % liegen. 10 % aller BZE-Punkte sind gut mesotroph, 15 % eutroph und nur 3 % oligotroph. Der oligotrophe Be- reich ist damit nur schwach mit BZE-Punk- ten belegt, die Aussagen daher wenig ab- gesichert. Je nach Land sind einzelne Tro- phiebereiche ebenfalls nur gering belegt und damit unsicher.

Die Mediane der gemessenen Ake bis 90 cm Bodentiefe liegen in allen drei Bundesländern in den mit mesotroph kartierten BZE-Punkten in der mittleren Trophiebewertungsstufe zwischen 250 und 500 kmol_c/ha. Die mit gut mesotroph kartierten BZE-Punkte heben sich deutlich von denen als mesotroph eingestuften ab,

mit Ausnahme Hessens, dort liegen die mit eutroph kartierten BZE-Punkte in der Ake noch einmal deutlich über den gut mesotroph kartierten Punkten. Die mit schwach mesotroph kartierten BZE-Punkte liegen in Hessen und Sachsen-Anhalt mit dem Medi- an der Ake im gering bis mittleren Bewer- tungsbereich zwischen 100 bis 250 kmol_c/ ha, in Niedersachsen im mittlerem Bewer- tungsbereich. Die mit oligotroph kartierten BZE-Punkte unterscheiden sich nicht wesentlich von den mit schwach mesotroph eingestuften BZE-Punkten.

Die Mediane der durchschnittlichen Ba- sensättigung bis 90 cm Bodentiefe liegen bei den mit mesotroph kartierten BZE- Punkten im Gegensatz zur Ake deutlich unter der mittleren Trophiebewertungs- stufe (30 bis 50 % Basensättigung). Der Median in Hessen liegt für die mesotrophen BZE-Punkte bei 21 %, in Niedersach- sen bei 15 % und in Sachsen-Anhalt bei 24 % Basensättigung. Die mit gut mesotroph eingestuften BZE-Punkte heben sich deutlich mit Basensättigungen um 60 %, allerdings mit weiten Streuungen, vom mesotrophen Bereich ab. Die mit eutroph eingestuften BZE-Punkte liegen mit den Medianen der Basensättigung noch höher.

Die mit schwach mesotroph eingestuften BZE-Punkte weisen noch geringere Basen- sättigungen als der mesotrophe Bereich auf, wie bereits bei der Ake gibt es kaum Unterschiede zum oligotrophen Bereich.

Die Ergebnisse der BZE bestätigen sowohl bei der Ake als auch der Basensät- tigung die von der Standortskartierung zugeordneten Trophiebereiche. Die Streu- ungen der Ake sind mit besser werdender Trophie erheblich, dem jedoch die weiten Spannen der Bewertungsbereiche Rech- nung tragen. Hinsichtlich der Basensät- tigung streuen auch die mit mesotroph kartierten BZE-Punkte von basenarm bis basenreich, welches als Hinweis auf die unterschiedliche Ausstattung, Belastung und Historie dieser BZE-Punkte hindeu- tet und die Schwierigkeit belegt, die Ba- sensättigung von mittleren Standorten im Rahmen einer Kartierung zu schätzen.

Die Trophiestufen der einzelnen Bundes- länder sind relativ gut vergleichbar, auch wenn es vereinzelt Unterschiede gibt. Dies spricht zum einen für die vorgenomme Pa- rallelisierung der Trophie in den verschie- denen Standortskartierungen der Länder und zum anderen für die relativ gute Ein- schätzung der Standortspotenziale durch die Standortskartierung. Die nicht den Trophiebewertungsstufen der Ake ent- sprechende und grundsätzlich in den jeweiligen Trophiestufen deutlich geringere Basensättigung ist ein deutlicher Hinweis auf belastete Waldstandorte, vorwiegend Abb. 1: Effektive Austauschkapazität (Ake) und

Basensättigung im Mineralboden bis 90 cm Bo- dentiefe aus der BZE II nach Trophiestufen aus der Standortskartierung, als horizontale Linien eingezeichnet sind die Grenzen der Bewer- tungsbereiche für die Ake aus der Forstlichen Standortsaufnahme [1].

Ake bis 90 cm [kmolc/ha]

3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500 0

Hessen Niedersachsen Sachsen-Anhalt

2 000

1 000

500 100250 50

eutroph gut mesotroph mesotroph schwac mesotroph oligotroph

Basensättigung bis 90 cm [%]

100 80 60 40 20 0

20 30 50 70 85

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durch Versauerung durch luftbürtige Säu- reeinträge.

Calcium-, Magnesium- und Kaliumvorräte

In Hessen und Niedersachsen liegt der Me- dian der Calciumvorräte aller BZE-II-Punkte in der mesotrophen Stufe auch in der mittleren Trophiebewertungsstufe zwischen 800 und 2 000 kg/ha Calcium, in Sachsen- Anhalt liegt der Median mit 740 kg/ha Cal- cium leicht unter diesem Bereich (Abb. 2).

Damit wird der tatsächliche Calciumvorrat über die Trophieeinschätzung mesotroph der forstlichen Standortskartierung relativ gut geschätzt. Die Streuungen sind jedoch erheblich: Bereits das 25 % Perzentil sowie das 75 % Perzentil liegen eine Trophiestufe tiefer bzw. höher; die höchsten bzw. nied- rigsten 5 % fallen sogar in den eutrophen bzw. oligotrophen Trophiebereich. Dies zeigt, dass jeweils 25 % der mesotrophen BZE-Punkte mindestens eine Bewertungs- stufe unterschätzt bzw. überschätzt werden, diese Standorte sind hinsichtlich der Calciumversorgung eine Stufe besser bzw.

schlechter. Die BZE-Punkte in den besseren Trophiestufen gut mesotroph und eutroph liegen mit ihren tatsächlichen Calciumvor- räten in allen drei Bundesländern mit we- nigen Ausnahmen auch in entsprechend hohen Bewertungsbereichen für Calcium und heben sich deutlich vom mesotrophen Bereich ab. Der eutrophe Bereich unterscheidet sich in Niedersachsen und Sachsen-Anhalt noch einmal deutlich vom gut mesotrophen Bereich. Die Einschät- zung der forstlichen Kartierung schwach mesotroph wird bestätigt, der Median für den Calciumvorrat der entsprechenden BZE-Punkte liegt in allen Bundesländern in der geringen bis mittleren Bewertungs- stufe. Auch in diesem Bereich sind die Streuungen hoch und umfassen bis zu zwei Trophiestufen in beiden Richtungen.

Der oligotrophe Bereich ist nur gering mit BZE-II-Punkten belegt und unterscheidet

sich in seinen Calciumvorräten kaum vom schwach mesotrophen Bereich, auch hier treten hohe Streuungen auf.

Die Unterschiede zwischen den Bun- desländern, bezogen auf eine Trophiestu- fe, sind relativ gering, damit können die Trophiestufen hinsichtlich Calcium als vergleichbar angesehen werden. Das bedeu- tet, dass die unterschiedlichen Verfahren der Standortskartierung in den drei Län- dern über das Verfahren der Parallelisie- rung (Tab. 1) vergleichbare Trophieeinstu- fungen hinsichtlich Calcium erzeugen.

Wie bereits bei Calcium wird auch bei Magnesium der mesotrophe Bereich zwischen 200 und 500 kg/ha mit dem Median aller BZE-II-Punkte für diese kartierte Tro- phiestufe in Hessen und Niedersachsen ge- troffen. In Sachsen-Anhalt liegt der Medi- an der BZE-II-Punkte in den mit mesotroph kartierten Bereichen in der schwach mesotrophen Bewertungsstufe, diese Standorte werden also in der Kartierung hinsichtlich ihrer Magnesiumvorräte überschätzt. Der gut mesotrophe und eutrophe Bereich hebt sich wie bei Calcium auch bei Magne- sium deutlich vom mesotrophen Bereich ab. Die in Hessen mit gut mesotroph kartierten BZE II-Punkte liegen für Magnesi- um schon deutlich im eutrophen Bereich,

diese Standorte wurden also bei der Kar- tierung unterschätzt. Der durch die Kartie- rung als schwach mesotroph eingestufte Bereich wird durch die Mediane in allen drei Bundesländern bestätigt und grenzt sich deutlich vom mesotrophen Bereich ab. Der oligotroph kartierte Bereich wird in Sachsen-Anhalt durch die BZE-II-Punkte gut bestätigt, der Median für den Magne- siumvorrat liegt mit 80 kg/ha im geringen Bewertungsbereich. Grundsätzlich lassen sich auch bei Magnesium die Trophiestu- fen der forstlichen Standortskartierung durch die BZE-II-Ergebnisse bestätigen.

Auch sind die Kartierungen der Bundes- länder hinsichtlich des Magnesiumvorrates vergleichbar, wobei der mittlere Bereich in Sachsen-Anhalt durch die Kartierung eher überschätzt wird. Wie bereits bei Calcium sind auch bei Magnesium die Streuungen erheblich und umfassen bis zu zwei Tro- phiestufen in beide Richtungen.

Im Unterschied zu Calcium und Mag- nesium liegen die Kaliumvorräte der BZE II-Punkte in den als mesotroph kartierten Standorts-Bereichen im geringen bis mittleren (Hessen und Sachsen-Anhalt) und geringen Bewertungsbereich (Niedersach- sen). Die Kaliumvorräte werden damit im Gelände durch die Standortskartierung für Tab. 2: Effektive Austauschkapazität (Ake) und Basensättigung im Mineralboden

bis 90 cm Bodentiefe der BZE-Punkte im Vergleich der Trophiestufen aus der Standortskartierung der Länder

Tro- phie

Ake (kmol_c/ha) Basensättigung (%)

N Mittel SD Perz 25 Median Perz 75 Mittel SD Perz 25 Median Perz 75

eutroph

Hessen 32 1 300 1 100 640 1 000 1 700 81 20 79 84 94

Niedersachsen 23 1 200 310 1 000 1 300 1 500 74 23 74 78 85

Sachsen-Anhalt 2 1 200 560 830 1 200 1 600 80 . 80 80 80

gut mesotroph

Hessen 4 1 300 450 950 1 400 1 700 60 18 40 65 75

Niedersachsen 10 870 450 540 740 1 000 57 24 41 59 77

Sachsen-Anhalt 25 1 021 760 460 960 1 100 60 25 37 61 71

mesotroph

Hessen 93 550 500 270 430 640 31 24 10 21 43

Niedersachsen 86 500 270 300 440 600 22 20 9 15 26

Sachsen-Anhalt 28 310 140 200 270 370 33 24 15 24 60

schwach mesotroph

Hessen 4 270 120 200 220 340 11 5 7 10 17

Niedersachsen 49 290 110 190 270 350 15 11 8 12 18

Sachsen-Anhalt 14 220 80 160 190 230 19 10 11 15 26

oligotroph

Hessen 6 320 230 180 220 400 24 24 10 16 29

Niedersachsen 1 230 13 .

Sachsen-Anhalt 7 190 60 150 160 240 15 7 8 14 21

Abb. 2: Calcium-, Magnesium- und Kaliumvorräte der BZE-Punkte nach Trophiestufen aus der Standortskartierung (Maßstab logarithmisch für Ca und Mg, eingezeichnet sind die jeweiligen Grenzen der Bewertungsbereiche für die Elemente aus der Forstlichen Standortsaufnahme [1])

100 000 10 000 1 000 100

lg Ca [kg/ha]

8 000 4 000 2 000 800400 200

100 000 10 000 1 000 100

lg Mg [kg/ha] eutroph gut mesotroph mesotroph schwac mesotroph oligotroph

2 000 1 000 500200 10050

3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500 0

K [kg/ha] eutroph gut mesotroph mesotroph schwac mesotroph oligotroph

1 600 1 200 800 800600 400 400200 Hessen

Niedersachsen Sachsen-Anhalt

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den mesotrophen Bereich deutlich über- schätzt. Die mit gut mesotroph und eutroph kartierten Bereiche weisen entsprechend höhere Kaliumvorräte auf, die dem mittleren bis hohen Bewertungsbereich entsprechen. Sie liegen allerdings eher an den unteren Grenzen dieser Bewertungs- bereiche. Die Mediane im eutrophen und gut mesotrophen Bereich heben sich wenig voneinander ab. Eine Ausnahme bil- den die als eutroph kartierten BZE-Punkte in Hessen, hier liegen die Kaliumvorräte der BZE-II-Punkte mit 530 kg/ha Kalium im mittlerem Bereich, also zwei Trophie- bewertungsstufen unter der Einschätzung der Standortskartierung. Die Überschät- zung der Kaliumvorräte setzt sich auch im unteren Trophiebereich fort, die mit schwach mesotroph eingeschätzten Be- reiche liegen mit Ausnahme von Sachsen- Anhalt nicht im mittleren bis geringen, sondern im geringen bis sehr geringen Be- wertungsbereich. Die Kaliumvorräte sind in Sachsen-Anhalt in den jeweiligen Tro- phiestufen bis auf den eutrophen Bereich höher als in Niedersachsen und Hessen.

Insbesondere die Ergebnisse für Kalium sind bedeutsam für die Zuweisung von Ausschlussflächen für die Biomassenut- zung (Ampelkarten): die Ergebnisse bele- gen, dass die tatsächlichen Kaliumvorräte im mesotrophen und schwach mesotrophen Standortsbereich deutlich geringer sind als die Erwartungswerte der Trophie- bewertungsstufen nach der forstlichen Standortskartierung [1].

Einfluss der Kalkung

In Hessen und Niedersachsen wurden in der Vergangenheit umfangreiche Wald- kalkungen zur Kompensation der luftbür- tigen Säureeinträge durchgeführt. Übli- cherweise wurden 3 t/ha kohlensaure Ma- gnesiumkalke ausgebracht, die je nach Zu-

sammensetzung des Kalkes pro Kalkungs- maßnahme ungefähr 800 kg Calcium je ha eintrugen. Moderates Ziel dabei war es, kritische Bereiche im Mineralboden soweit auszugleichen, dass mindestens 20 % Basensättigung erreicht werden [26, 31]. Bei der Einschätzung der Trophie im Rahmen der Standortskartierung werden Waldkalkungen in der Regel nicht berück- sichtigt. Für die Ableitung von Rahmen- werten für die Trophiestufen aus der BZE ist die Kenntnis über erfolgte Waldkalkun- gen an den BZE-Punkten außerordentlich wichtig, da die chemischen Analysen im Rahmen der BZE durch die Waldkalkung beeinflusst werden. Die Kalkungsmaßnah- men in Hessen und Niedersachsen hatten ihren Schwerpunkt auf mesotrophen und schwach mesotrophen Standorten. Sehr schwache oligotrophe Standorte, gut mesotrophe und eutrophe Standorte wurden meist nicht gekalkt, daher sind im Folgen- den nur die mesotrophen und schwach mesotrophen Standorte dargestellt.

Abb. 3 zeigt die Basensättigung dieser Standorte für die Bodentiefen 0 bis 30, 30 bis 60 und 60 bis 90 cm in Abhängigkeit der Kalkung. Der Kalkungseinfluss zeigt sich deutlich: Bei den gekalkten Standor- ten ist die durchschnittliche Basensätti- gung in allen Tiefenbereichen höher als bei den ungekalkten, erwartungsgemäß besonders in der Stufe 0 bis 30 cm. Bei den gekalkten Standorten liegt die Ba- sensättigung in der Tiefenstufe 0 bis 30 cm im Median bei 20 % Basensättigung, bei den ungekalkten Standorten liegen über 75 % dieser Standorte unter diesem Wert. Die Bodenschichten unterhalb 30 cm liegen für alle Standorte unabhängig von einer Kalkung im Median unter 20 % Basensättigung. Kalkungsmaßnahmen können danach das angestrebte Ziel von 20 % Basensättigung erreichen und füh- ren die obersten Bodenschichten aus der

basenarmen in die untere mittlere Bewer- tungsstufe. Mittlere Bereiche zwischen 30 und 50 % Basensättigung sind durch die Waldkalkung auf diesen Standorten jedoch nicht erreicht oder überschritten worden. Waldkalkungen sind deshalb nicht als Walddüngung zu verstehen. Eine veränderte Einschätzung in den Trophie- bewertungsstufen ergibt sich durch eine Waldkalkung nach den Befunden der Ba- sensättigung nicht.

Die mit der Kalkung ausgebrachte Cal- ciummenge könnte die Trophiebewertung ebenfalls beeinflussen. In Abb. 4 sind die Calciumvorräte in Abhängigkeit der Kal- kung dargestellt.

Danach bleiben die mesotrophen Standorte sowohl in Niedersachsen als auch in Hessen auch nach der Kalkung im mittleren Bewertungsbereich für den Cal- ciumvorrat. Der Median wird um 600 kg Ca/ha in Niedersachsen und 800 kg Ca/ha in Hessen erhöht, was rechnerisch unge- fähr dem durch eine Kalkung zugeführten Calcium entspricht. Dies zeigt, dass in Nie- dersachsen auf den gekalkten BZE-Punk- ten durch die Kalkung wieder mittlere Calciumvorräte erreicht werden. Auf den mesotrophen ungekalkten BZE-Punkten liegt der Median an der Untergrenze des mittleren Bewertungsbereiches. In Hessen liegen die mit mesotroph kartierten BZE- Punkte ohne Kalkung im schwach mesotrophen Bewertungsbereich für den Calci- umvorrat, eine Kalkung führt wie in Nie- dersachsen wieder zu mittleren Verhältnis- sen. Die schwach mesotrophen Standorte in Niedersachsen sind rechnerisch vom geringen Bewertungsbereich über die Kal- kung in den mittleren Bewertungsbereich für Calcium gelangt. Dieser Bewertungsbe- reich entspricht jedoch den Standorten im Median, die Ake liegt im unteren mittleren Bereich für die schwach mesotrophen Standorte in Niedersachsen (Tab. 2).

Tab. 3: Calcium-, Magnesium- und Kaliumvorräte der BZE-Punkte (Auflagehumus und Mineralboden bis 90 cm) im Vergleich der Trophiestufen aus der Standortskartierung der Länder

Trophie Ca (kg/ha) Mg (kg/ha) K (kg/ha)

N Mittel SD Perz 25 Median Perz 75 Mittel SD Perz 25 Median Perz 75 Mittel SD Perz 25 Median Perz 75

eutroph

Hessen 32 14 700 12 300 6000 12 900 20 300 5 500 6 400 520 3 200 8 200 760 650 340 530 890

Niedersachsen 23 17 600 7 400 12800 18 700 21 900 1 400 1 200 330 1 200 2 300 950 570 490 930 1 200 Sachsen-Anhalt 2 21 800 5 200 18100 21 800 25 400 1 300 1 200 480 1 300 2 200 880 890 260 880 1 500

gut mesotroph

Hessen 4 11 200 5 700 7400 13 100 15 000 4 500 2 200 2 800 4 800 6 200 880 370 630 850 1 200

Niedersachsen 10 6 900 3 700 4400 6 000 9 800 2 400 4 000 440 630 1 800 940 600 490 820 1 100

Sachsen-Anhalt 25 11 400 14 000 3300 6 000 13 900 1 400 1 500 300 920 1 800 1 200 710 700 970 1 600

mesotroph

Hessen 93 2 900 6 200 480 900 2 200 1 100 2 400 130 340 870 590 430 290 460 740

Niedersachsen 86 1 900 2 800 640 1 100 2 100 410 490 130 260 490 390 280 200 320 470

Sachsen-Anhalt 28 1 800 2 400 450 740 2 300 210 190 120 140 240 610 250 490 580 720

schwach mesotroph

Hessen 4 560 460 250 450 860 180 190 70 120 300 340 170 230 290 440

Niedersachsen 49 930 820 390 680 1 200 180 150 70 140 240 190 60 150 180 220

Sachsen-Anhalt 14 670 300 450 620 800 120 50 80 120 150 440 160 390 460 550

oligotroph

Hessen 6 970 1 200 150 300 2 300 360 440 50 130 790 430 360 160 310 540

Niedersachsen 1 1 400 210

Sachsen-Anhalt 7 530 160 470 480 670 90 30 70 90 90 380 170 160 400 490

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Eine Waldkalkung hat demnach wenig Auswirkung auf die Einschätzung der Tro- phiestufe im Rahmen der Standortskar- tierung. Soll allerdings die Biomassenut- zung insbesondere auf mesotrophen und schwächeren Standorten intensiviert werden, ist die Kenntnis über erfolgte Wald- kalkungen wichtig, um ein nachhaltiges Nährstoffmanagement bei der Waldbe- wirtschaftung zu gewährleisten. Bei gekalkten Standorten ist der Calciumvorrat höher, sodass Nährstoffentzüge durch eine Biomassenutzung weniger kritisch ein- zuschätzen sind.

Folgerungen

Die Gegenüberstellung der Trophiestufen aus der forstlichen Standortskartierung und der Ergebnisse aus der BZE II hinsichtlich der Parameter effektiver Austausch- kapazität, Basensättigung, Calcium-, Magnesium- und Kaliumvorräte im Mine- ralboden bis 90 cm konnten zeigen, dass die Trophiestufen im Rahmen der Stand- ortskartierung ein relativ guter Schätzer der Standortsgüte sind. Deutlich lassen sich die besseren Trophiestufen und die schwächeren Trophiestufen vom mittleren Trophiebereich abgrenzen. Zwischen dem oligotrophen und mesotrophen Bereich konnten allerdings keine gesicherten Un- terschiede festgestellt werden.

Standorte mit mittlerer Trophieein- schätzung wiesen überwiegend auch mittlere Werte bei der Ake sowie dem Calci- um- und Magnesiumvorrat auf. Dies liegt darin begründet, dass die Ake eng an den Tongehalt, das Ausgangssubstrat sowie den Kohlenstoffgehalt im Mineralboden gekoppelt ist. Diese Eigenschaften sind mit der Standortskartierung einschätzbar.

Da Calcium und Magnesium im Gegensatz zu Kalium relativ fest am Austauscher ge- bunden sind, sind auch diese Elemente mit der Ake korreliert. Beim mobileren Kalium sind die tatsächlichen Vorräte im Unter- schied zu Calcium und Magnesium in den jeweiligen Trophiestufen auffallend geringer, die gemessenen Kaliumvorräte liegen deutlich unter den entsprechenden Tro- phiebewertungsstufen für die jeweilige Trophiestufe. Dieses ist besonders vor dem Hintergrund der Biomassenutzung zu be- achten. Die Basensättigung zeigt, dass die aktuelle Belegung des Austauschers in den mesotrophen und ungünstigeren Trophie- stufen deutlich im basenarmen Bereich liegt. Dies ist ein Hinweis darauf, dass vie- le dieser Standorte durch lang anhalten- de Säurebelastungen, historisch intensive Nutzungen und/oder relativ geringer Mi- neralverwitterungsraten aktuell kritische Zustände im Wurzelraum aufweisen.

In Hessen, teilweise auch in Nieder- sachsen, wurden Standorte als mesotroph eingestuft, die hinsichtlich der tatsächli- chen Nährstoffausstattung für Calcium, Magnesium und Kalium in bessere oder schlechtere Trophiestufen fallen würden.

Diese Standorte sind hinsichtlich ihres Nährstoffpotenzials unter- bzw. über- schätzt worden, was zu entsprechenden Unschärfen in der waldbaulichen Einschät- zung und Maßnahmenplanung führt, wie z. B. bei der Waldkalkung oder der Voll- baumnutzung. Hier könnte die Kenntnis der Supstratgruppen [10] und die Infor- mation über erfolgte Waldkalkungen die Einschätzung der Nährstoffausstattung verbessern.

Zwischen den Einstufungen der Tro- phiestufen auf Basis der unterschiedlichen Kartierungsverfahren der Bundesländer Hessen, Niedersachsen und Sachsen- Anhalt und der bodenchemischen Para- meter aus der BZE konnten nach einer Parallelisierung der Trophiestufen [35]

überwiegend gute Übereinstimmungen festgestellt werden. Dies erlaubt länder- übergreifende Auswertungen und Be- wertungen der Trophiestufen aus der Standortskartierung. Zusätzlich geben die Messdaten der BZE-Rahmenwerte zur Beurteilung der Trophiestufen für die Po- lygone der Standortskartierung vor und schaffen damit abgesicherte Grundlagen für operationales Handeln. Auch Unter- schiede wurden deutlich, so sind z. B. die Kaliumvorräte in Sachsen-Anhalt höher als in Niedersachsen und Hessen.

Weiterhin erlauben die Ergebnisse der BZE in Verbindung mit Standort-Leistungs- modellen, die Trophiebewertungsstufen zu überprüfen. Bei den mesotrophen Standorten sind die Streuungen der gemessenen Parameter allerdings erheblich. Weitere Auswertungen der BZE- und Standortsdaten, Regionalisierungsmodel- le und gezielte chemische Analysen ausge-

wählter Standorte können die Nährstoff- einschätzung der Standortskartierung präzisieren, um das standörtliche Poten- zial einzelner Standorte besser abschät- zen zu können. Dies sollte mit Nährstoff- bilanzen aus dem Intensiven Monitoring und Versuchsfl ächen für die wichtigsten typischen Standorte ergänzt werden. Auf dieser Grundlage lassen sich forstliche Maßnahmen (u. a. Baumartenwahl, Wald- kalkung, Vollbaumnutzung) näher am Standortpotenzial orientieren und nach- haltig ausrichten.

Die Information über erfolgte Wald- kalkungen verändert grundsätzlich nicht die Trophieeinschätzung, sie ist aber zur Abschätzung des Standortspotenzials im Zusammenhang mit intensiver Biomasse- nutzung und weiterer Kalkungsplanung wichtig. In laufenden Kartierungen erscheint es aufgrund dieser Ergebnisse sinnvoll, zum einen die mesotrophe Ein- stufung genauer zu prüfen und zum anderen besonderes Augenmerk auf die Ab- grenzung des schwach mesotrophen und oligotrophen Bereiches zu legen.

Die Ergebnisse zeigen, dass zwischen geschätzter Trophie und tatsächlich ge- messener Nährstoffausstattung der BZE- Punkte ein Zusammenhang besteht. Die Kopplung der Trophieansprache mit Sub- stratgruppen [10], BZE-Ergebnissen und Kalkungsinformation kann wesentlich zur Schärfe der Einstufung des Nährstoffpo- tenzials von Standorten beitragen. Dies erscheint vor dem Hintergrund des Klima- wandels, immer noch hoher Belastungen luftbürtiger Säure- und Stickstoffeinträge und steigender Ansprüche an den Wald besonders wichtig.

Abb. 3: Basensättigung nach Bodentiefen und Trophie, differenziert nach gekalkt und unge- kalkt in den Ländern Hessen und Niedersachsen

Basensättigung [%]

100 80 60 40 20 0

gekalkt ungekalkt Bodentiefe

0 bis 30 cm 30 bis 60 cm 60 bis 90 cm

mesotroph [N = 52]

schwach mesotroph

[N = 29]

mesotroph

[N = 111] schwach

mesotroph [N = 23]

Abb. 4: Calciumvorräte in Niedersachsen und Hessen für die mesotrophe und schwach me- sotrophe Trophiestufen in Abhängigkeit der Waldkalkung

Niedersachsen Hessen

Ca [kg/ha]

5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0

gekalkt ungekalkt

2 000 800 400

mesotroph [N = 56/30] schwach

mesotroph [N = 26/23] mesotroph [N = 55/22]

Literaturhinweise:

Das gemeinsame Literaturverzeichnis der Beiträge zu den Ergebnissen der BZE in den Bundesländern Hessen, Niedersachsen und Sachsen Anhalt ﬁ nden Sie auf S. 10